無縫鋼管生產(chǎn)講稿(培訓(xùn)課).doc

無縫鋼管生產(chǎn)一、 鋼管的簡(jiǎn)述二、 鋼管的分類三、 鋼管的常用標(biāo)準(zhǔn)四、 鋼管的技術(shù)要求五、 熱軋鋼管的生產(chǎn)簡(jiǎn)述六、 鋼管的表面質(zhì)量缺陷簡(jiǎn)述七、 鋼管常用的數(shù)學(xué)知識(shí)一、鋼管的簡(jiǎn)述1）鋼管的定義無縫鋼管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長條鋼材。鋼管具有中空截面，大量用作輸送流體的管道，如輸送石油、天然氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。2）鋼管的優(yōu)點(diǎn)A）鋼管與圓鋼等實(shí)心鋼材相比，在抗彎抗扭強(qiáng)度相同時(shí)，重量較輕，是一種經(jīng)濟(jì)截面鋼材，廣泛用于制造結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件，如石油鉆桿、汽車傳動(dòng)軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等。B）用鋼管制造環(huán)形零件，可提高材料利用率，簡(jiǎn)化制造工序，節(jié)約材料和加工工時(shí)，如滾動(dòng)軸承套圈、千斤頂套等，目前已廣泛用鋼管來制造。鋼管還是各種常規(guī)武器不可缺少的材料，槍管、炮筒等都要鋼管來制造。3）圓形鋼管的優(yōu)點(diǎn)鋼管按橫截面積形狀的不同可分為圓管和異型管。由于在周長相等的條件下，圓面積最大，用圓形管可以輸送更多的流體。此外，圓環(huán)截面在承受內(nèi)部或外部徑向壓力時(shí)，受力較均勻，因此，絕大多數(shù)鋼管是圓管。 4）圓形鋼管的缺點(diǎn)但是，圓管也有一定的局限性，如在受平面彎曲的條件下，圓管就不如方、矩形管抗彎強(qiáng)度大，一些農(nóng)機(jī)具骨架、鋼木家具等就常用方、矩形管。根據(jù)不同用途還需有其他截面形狀的異型鋼管。二、管材的分類1、按生產(chǎn)方法分類 （1）無縫管熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管、頂管（2）焊管（a）按工藝分電弧焊管、電阻焊管（高頻、低頻）、氣焊管、爐焊管（b）按焊縫分直縫焊管、螺旋焊管2、按斷面形狀分類（1）簡(jiǎn)單斷面鋼管圓形鋼管、方形鋼管、橢圓形鋼管、三角形鋼管、六角形鋼管、菱形鋼管、八角形鋼管、半圓形鋼管其他（2）復(fù)雜斷面鋼管不等邊六角形鋼管、五瓣梅花形鋼管、雙凸形鋼管、雙凹形鋼管、瓜子形鋼管、圓錐形鋼管、波紋形鋼管、表殼鋼管、其他3、按壁厚分類薄壁鋼管、厚壁鋼管4、按用途分類管道用鋼管、熱工設(shè)備用鋼管、機(jī)械工業(yè)用鋼管、石油、地質(zhì)鉆探用鋼管、容器鋼管、化學(xué)工業(yè)用鋼管、特殊用途鋼管、其他三、鋼管的常用標(biāo)準(zhǔn).GB/T8162-1999（結(jié)構(gòu)用無縫鋼管）。主要用于一般結(jié)構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu)。其代表材質(zhì)（牌號(hào)）：碳素鋼、20、45號(hào)鋼；合金鋼Q345、20Cr、40Cr、20CrMo、30-35CrMo、42CrMo等。2.GB/T8163-1999（輸送流體用無縫鋼管）。主要用于工程及大型設(shè)備上輸送流體管道。代表材質(zhì)（牌號(hào)）為20、Q345等。3. GB3087-1999（低中壓鍋爐用無縫鋼管）是用于制造各種結(jié)構(gòu)低中壓鍋爐過熱蒸汽管、沸水管及機(jī)車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋和冷拔（軋）無縫鋼管。代表材質(zhì)為10、20號(hào)鋼。4. GB5310-1995（高壓鍋爐用無縫鋼管）是用于制造高壓及其以上壓力的水管鍋爐受熱面用的優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼和不銹耐熱鋼無縫鋼管。代表材質(zhì)為20G、12Cr1MoVG、15CrMoG等。5. GB1479-2000（高壓化肥設(shè)備用無縫鋼管）是適用于工作溫度為-40400、工作壓力為1030Ma的化工設(shè)備和管道的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼無縫鋼管。代表材質(zhì)為20、16Mn、12CrMo、12Cr2Mo等。6GB9948-1988（石油裂化用無縫鋼管）。主要用于石油冶煉廠的鍋爐、熱交換器及其輸送流體管道。其代表材質(zhì)為20、12CrMo、1Cr5Mo、1Cr19Ni11Nb等。7. GB/T5035-1993（汽車半軸套管用無縫鋼管）是制造汽車半軸套管及驅(qū)動(dòng)橋橋殼軸管用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋無縫鋼管。8，GB18248-2000（氣瓶用無縫鋼管）。主要用于制作各種燃?xì)狻⒁簤簹馄?。其代表材質(zhì)為37Mn、34Mn2V、35CrMo等。9，API SPEC5CT-1999（套管和油管規(guī)范），主要用于石油的油管和套管，其代表材質(zhì)為J55、K55、N80、C90、P110等。10. API SPEC 7D（鉆桿接頭、鉆鋌），主要用于石油鉆探用的。國內(nèi)鋼號(hào)為37CrMnMo、4145H、40Mn2。還有地質(zhì)鉆探用鋼管（YB235-70）、石油鉆探管（YB528-65）、GB5312-1999（船舶用碳鋼和碳錳鋼無縫鋼管）、金剛石巖芯鉆探用無縫鋼管（GB3423-82）、柴油機(jī)用高壓油管（GB3093-86）、液壓和氣動(dòng)缸筒用精密內(nèi)徑無縫鋼管（GB8713-88）、冷拔或冷軋精密無縫鋼管（GB3639-83）、結(jié)構(gòu)用不銹鋼無縫鋼管（GB/T14975-1994）、流體輸送用不銹鋼無縫鋼管（GB/T14976-1994）、GB/T17396-1998（液壓支柱用熱軋無縫鋼管）、GB3093-1986（柴油機(jī)用高壓無縫鋼管）、GB/T3639-1983（冷拔或冷軋精密無縫鋼管）、GB/T3094-1986（冷拔無縫鋼管異形鋼管）、GB/T8713-1988（液壓和氣動(dòng)筒用精密內(nèi)徑無縫鋼管）、GB13296-1991（鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管）、GB/T14975-1994（結(jié)構(gòu)用不銹鋼無縫鋼管）、GB/T14976-1994（流體輸送用不銹鋼無縫鋼管）、等。其工藝流程簡(jiǎn)述： 無縫鋼管因其制造工藝不同，又分為熱軋（擠壓）無縫鋼管和冷拔（軋）無縫鋼管兩種。冷拔（軋）管又分為圓形管和異形管兩種。無縫鋼管，又因其用途不同而分為如下若干品種： .熱軋（擠壓無縫鋼管）：圓管坯檢查修磨切斷加熱穿孔三輥斜軋、連軋或擠壓再加熱定徑（或減徑）冷卻矯直切頭、切尾、取樣檢查修磨（或探傷）包裝入庫 軋制無縫管的原料是圓管坯，圓管胚要經(jīng)過切斷設(shè)備加工成長度約為一定長度（按計(jì)劃要求）的坯料，送到加熱爐內(nèi)加熱，溫度大約為左右的攝氏度。燃料為煤氣或天然氣。爐內(nèi)溫度控制是關(guān)鍵性的問題.圓管坯出爐后要經(jīng)過穿孔機(jī)進(jìn)行穿孔。一般較常見的穿孔機(jī)是錐形輥穿孔機(jī)，這種穿孔機(jī)生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，穿孔擴(kuò)徑量大，可穿多種鋼種。穿孔后，圓管坯就先后被三輥斜軋、連軋或擠壓。擠壓后要脫管定減徑。經(jīng)定減徑設(shè)備進(jìn)行減徑、定徑。鋼管上冷床進(jìn)行冷卻，就要被矯直。鋼管經(jīng)矯直后進(jìn)行切頭、切尾、取樣。如需探傷，則渦流、超聲進(jìn)行內(nèi)外探傷。若鋼管內(nèi)部有裂紋，氣泡等問題，將被探測(cè)出。鋼管質(zhì)檢后還要通過嚴(yán)格的手工挑選。鋼管質(zhì)檢后，用油漆噴上編號(hào)、規(guī)格、生產(chǎn)批號(hào)等。并由吊車吊入倉庫中。.冷拔（軋）無縫鋼管：圓管坯加熱穿孔打頭退火酸洗磷化、皂化多道次冷拔（冷軋）退火矯直切頭、切尾、取樣檢查修磨（或探傷）包裝入庫 冷拔（軋）無縫鋼管的軋制方法較熱軋（擠壓無縫鋼管）復(fù)雜。它們的生產(chǎn)工藝流程前三步基本相同。不同之處從第四個(gè)步驟開始，圓管坯經(jīng)打頭后，退火。退火后要用專門的酸性液體進(jìn)行酸洗。酸洗后，磷化、皂化。然后緊接著是經(jīng)過多道次冷拔（冷軋），專門的熱處理。熱處理后，就要被矯直。鋼管經(jīng)矯直后由傳送帶送至金屬探傷機(jī)（或水壓實(shí)驗(yàn)）進(jìn)行內(nèi)部探傷。若鋼管內(nèi)部有裂紋，氣泡等問題，將被探測(cè)出。鋼管質(zhì)檢后還要通過嚴(yán)格的手工挑選。鋼管質(zhì)檢后，用油漆噴上編號(hào)、規(guī)格、生產(chǎn)批號(hào)等。并由吊車吊入倉庫中。 四、鋼管的技術(shù)要求根據(jù)材料使用的環(huán)境條件選擇相應(yīng)的鋼管標(biāo)準(zhǔn)，按鋼管標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求進(jìn)行生產(chǎn)和檢驗(yàn)。1，鋼種牌號(hào)常見的鋼管牌號(hào)有碳結(jié)鋼和低合金：10、20、35、45、Q435、16Mn合金鋼：4045Mn2、27SiMn、4045MnB、2050Cr、38CrSi、1242CrMo、12CrMoV、12Cr1MoV、38CrMoAl、50CrVA、20CrMn、2035CrMnSi、35CrMnSiA、2030CrMnTi、12CrNi2（3、4）、1540CrMnMo如有特殊要求，生產(chǎn)廠家與用戶相互協(xié)商或一方自行確定鋼中的成份進(jìn)行試制。2，制造方法1） 鋼的制造方法根據(jù)材質(zhì)要求，可選擇相應(yīng)的冶煉方法，目前主要有電爐（電渣重熔、感應(yīng)加熱爐）、轉(zhuǎn)爐、平爐等冶煉方法，如航空航天用的鋼管，要求夾雜物很少，必須用電渣重熔生產(chǎn)。2） 管坯的制造方法根據(jù)鋼管的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，可選擇相應(yīng)的加工方法，如軋坯、鍛坯、連鑄坯。3） 鋼管的制造方法有熱軋（擠壓和擴(kuò)）和冷拔（軋）無縫方法生產(chǎn)。3，尺寸、外形、重量1） 尺寸公差外徑和壁厚公差根據(jù)制造方法和外徑大小進(jìn)行制定不同的級(jí)別的公差，如GB/T81621999標(biāo)準(zhǔn)中熱軋無縫鋼管（以下單位均為毫米，mm），A） 外徑50普通級(jí)公差：1%，高級(jí)公差：0.75%。B） 壁厚20普通級(jí)公差：12.5%，高級(jí)公差：10%。C）壁厚：420普通級(jí)公差：12.5%，+15%；高級(jí)公差：10%。如299X32的公差外徑：普通級(jí)公差為296.01301.99mm；高級(jí)公差為296.76301.24mm。壁厚：普通級(jí)公差為2836mm；高級(jí)公差為28.835.2mm。2） 長度長度：、倍尺長度、范圍長度和定尺長度。A） 通常長度一般為312M。如用戶有要求，則按用戶要求進(jìn)行生產(chǎn)。如無，則按生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中要求進(jìn)行生產(chǎn)。B） 倍尺長度則按用戶的倍尺（如450mm的倍尺）來生產(chǎn)，考慮倍尺的切口余量。如用戶有切口余量的要求，則按用戶的要求進(jìn)行生產(chǎn)。如無，則按生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中的要求進(jìn)行生產(chǎn)。C） 范圍長度：按用戶的要求進(jìn)行組織生產(chǎn)（如78M）。D） 定尺長度：按用戶的要求進(jìn)行組織生產(chǎn)（如7M定尺），長度允許偏差按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。倍尺長度、范圍長度和定尺長度均在通常長度范圍內(nèi)。3） 彎曲度鋼管的彎曲度是指每米的彎曲度。如GB/T81621999中壁厚30mm，彎曲度3.0mm/M。4） 端頭外形鋼管的兩端面應(yīng)與鋼管軸線垂直，切口線毛刺應(yīng)予清除。5） 表面質(zhì)量表面質(zhì)量：按照生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)。但一般鋼管質(zhì)量要求：鋼管的內(nèi)外表面不得有裂紋、折疊、軋折、離層和結(jié)疤。這些缺陷必須完全清除，其清除處的實(shí)際壁厚不得不于壁厚所允許的最小值。深度不超過壁厚負(fù)偏差的其它缺陷允許存在。6） 超聲、渦流探傷根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和用戶的要求，按相關(guān)的探傷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探傷。7） 檢驗(yàn)規(guī)則A） 鋼管的質(zhì)量檢查、理化檢驗(yàn)由生產(chǎn)廠的專業(yè)質(zhì)檢員、檢驗(yàn)員進(jìn)行。B） 組批規(guī)則：生產(chǎn)、檢驗(yàn)按批進(jìn)行檢查和驗(yàn)收。每批應(yīng)由同一牌號(hào)、同一爐（罐）號(hào)、同一規(guī)格和同一熱處理制度（爐次）的鋼管組成。至于每批的根數(shù)見相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。C） 取樣按生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)要求進(jìn)行取樣。D） 檢驗(yàn)項(xiàng)目：高倍、拉伸、低倍、沖擊、脫碳、晶粒度等。E） 復(fù)檢和判定規(guī)則：參照GB/T2102的規(guī)定。F） 檢驗(yàn)和檢查項(xiàng)目：參照生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)要求。8） 交貨狀態(tài)：交貨狀態(tài)有熱軋狀態(tài)、冷拔（軋）狀態(tài)、熱處理狀態(tài)交貨；按用戶要求進(jìn)行交貨。9） 交貨重量：有實(shí)際過磅重量和理論重量兩種。A） 按用戶要求進(jìn)行交貨。B） 重量允許偏差滿足合同要求的偏差。另還有按鋼管的根數(shù)進(jìn)行交貨。10）包裝、標(biāo)志和質(zhì)量證明書見GB/T2102中有關(guān)規(guī)定。五、熱軋鋼管的生產(chǎn)簡(jiǎn)述生產(chǎn)工藝流程：圓管坯檢查修磨切斷加熱穿孔三輥斜軋定徑（或減徑）冷卻矯直切頭、切尾、取樣檢查修磨（或探傷）包裝入庫5.1管坯的檢查和修磨1） 管坯的要求管坯的質(zhì)量的好壞對(duì)鋼管的質(zhì)量起決定作用，所以對(duì)管坯進(jìn)行檢查和修磨。管坯的測(cè)通常技術(shù)要求：表面質(zhì)量、內(nèi)部組織（主要是低倍組織）以及幾何尺寸公差，不同的鋼管標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求不同，所以對(duì)應(yīng)不同的管坯標(biāo)準(zhǔn)。A） 管坯的表面質(zhì)量管坯的表面質(zhì)量是不允許存在缺陷，因?yàn)樵诠芘魃洗嬖诘娜魏稳毕荻紩?huì)帶到鋼管上，而且這些缺陷地方往往造成應(yīng)力集中，通過塑性變形（穿孔變形），使得缺陷加深、加長。管坯上表面缺陷是指表面上和靠近表面上的缺陷，如果缺陷深度不超過0.7mm，這種缺陷是沒有危險(xiǎn)的，因?yàn)橥ㄟ^加熱可將其燒掉（氧化鐵皮）。B） 內(nèi)部組織內(nèi)部組織主要是低倍組織，是指縮孔和中心疏松、非金屬夾雜物的集聚、氣體的含量（如氣泡和皮下氣泡）。當(dāng)大量存在以上所列的缺陷時(shí)，在穿孔過程中容易造成內(nèi)部缺陷和內(nèi)表面缺陷，大量生產(chǎn)實(shí)踐表明：鋼管內(nèi)外表面上缺陷常常是由于非金屬夾雜物的集聚造成的。這是因?yàn)楫?dāng)進(jìn)行熱塑性變形時(shí)，由于有些非金屬夾雜物不能承受大的塑性變形（特別是穿孔變形），使得金屬致密性受到破壞。特別是分布在晶界上，從而減弱了晶粒的聯(lián)系，使金屬塑性降低，導(dǎo)致金屬破裂，出現(xiàn)了缺陷。C） 尺寸公差：嚴(yán)格按相應(yīng)的管坯標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。主要是外徑的大小和橢圓度的問題，引起質(zhì)量問題是不能順利咬入和前卡。2） 管坯的檢查和修磨管坯的檢查和修磨有以下：酸洗檢查修磨拋丸磁粉探傷修磨人工檢查修磨酸洗效果好，各種缺陷極易暴露，但占地面積大，勞動(dòng)條件差，污染大。拋丸效果好，面積小，效率高，但投資大。人工檢查主要容易露檢，勞動(dòng)量大。管坯修磨的方法有：風(fēng)鏟、風(fēng)動(dòng)砂輪、車床剝皮及火焰清理。采取何種清理辦法，根據(jù)鋼種而定。如剝皮針對(duì)高合金鋼，一般剝510mm，極易發(fā)現(xiàn)缺陷，并除掉缺陷?；鹧媲謇磲槍?duì)中低碳鋼，效率較高。風(fēng)鏟用的較少，其勞動(dòng)強(qiáng)度較大，主要清理局部缺陷。風(fēng)動(dòng)砂輪用的較多，易操作，方便。5.2管坯剪斷和定心為了滿足軋制各種壁厚和外徑的鋼管所需的各種長度的管坯，要進(jìn)行截?cái)唷ｄ摴艿拈L度有各種要求，比如范圍長度和定尺長度的鋼管，管坯的長度同時(shí)要求相應(yīng)的長度。特別是定尺管，管坯的定尺公差一定滿足工藝要求進(jìn)行截?cái)?。A）管坯的剪斷切斷管坯的方法：氣切、鋸切、剪切、折斷和氧割。氣切用的較少，損耗較大，主要用于合金管坯。剪切用于小規(guī)格管坯。折斷用于一定的強(qiáng)度范圍的管坯，先鋸，后折。鋸切用的較多，鋸切有：砂輪鋸、圓盤鋸、帶鋸和摩擦鋸。目前用得較多是圓盤鋸。氧割用于較大的管坯。B）管坯的定心管坯的定心有熱定心和冷定心。定心的目的：減少毛管前端的壁厚不均（特別是穿孔厚壁毛管），并改善穿孔的二次咬入條件。定心的好壞影響鋼管的壁厚和內(nèi)表面質(zhì)量（如定偏了和定心內(nèi)折）。5.3管坯的加熱管坯的加熱的目的：為穿孔和軋管準(zhǔn)備良好的加工組織和改善金屬組織性能。一方面加熱可使管坯轉(zhuǎn)變?yōu)橛凶銐虻乃苄院偷偷淖冃慰沽Φ牟牧?，為金屬成型?chuàng)造了有利的條件使加工能量消耗最??；另一方面在加熱過程中可以改善鋼的組織性能（如獲得單相組織的固溶體組織、溶解碳化物，降低鋼中形成白點(diǎn)的敏感性、初生帶狀組織的非金屬相的擴(kuò)散等）。但加熱金屬過程中也會(huì)帶來一些缺陷，如形成氧化鐵皮、脫碳和滲碳，使得金屬表面質(zhì)量降低，損耗增加。1）管坯的加熱分兩個(gè)階段：低溫段加熱、高溫段加熱。A）低溫段加熱：主要是指金屬加熱到700以下。此階段主要是加熱一些特殊合金鋼的關(guān)鍵時(shí)期，因?yàn)榇祟愪撚械偷臒醾鲗?dǎo)性、低的塑性。此低溫段加熱速度時(shí)考慮以下因素：金屬的導(dǎo)熱性（各種合金元素和鋼的組織的導(dǎo)熱性不同，加熱溫度和時(shí)間不同）熱應(yīng)力（金屬內(nèi)外溫度存在溫差，內(nèi)外層的熱膨脹就不同，從而產(chǎn)生熱應(yīng)力；與加熱速度、管坯直徑和導(dǎo)熱性有關(guān)）組織應(yīng)力（大部分碳鋼在300500時(shí)，塑性降低，產(chǎn)生藍(lán)脆；在相變溫度650900度，鋼發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生組織應(yīng)力，與熱應(yīng)力疊加，破壞金屬連續(xù)性。）原始應(yīng)力：前道工序的冷卻不當(dāng)造成的。鋼的組織：不同的組織其導(dǎo)熱性不同。B） 高溫段加熱：主要是指金屬加熱到700以上，此時(shí)金屬的導(dǎo)熱性和塑性顯著增加，同時(shí)沿?cái)嗝娴臏夭钶^小，從而熱應(yīng)力大為減少，故采取快速加熱。高溫段加熱考慮的問題：如何保證沿管坯斷面和長度方向上加熱均勻（陰陽面、白頭及黑頭）、改善組織結(jié)構(gòu)、減少脫碳、氧化以及防止過熱和過燒問題。以上問題與爐子結(jié)構(gòu)、管坯料在爐中的布置、燒嘴的布置及調(diào)節(jié)、壓力控制和操作。2）加熱溫度的確定加熱溫度的確定考慮以下因素：過熱和過燒、終軋溫度（軸承管）、脫碳和滲碳（軸承鋼和不銹鋼）、溫升、頂頭材質(zhì)和氧化鐵此。3）加熱過程中的缺陷氧化：XFe+YCO2=FeXOY+YCO和XFe+YH2O =FeXOY+YH2脫碳和滲碳：Fe3C+CO2=3Fe+2CO和Fe3C +H2O =3Fe+CO+H2過熱：如爐內(nèi)溫度過高，或在爐內(nèi)高溫停留時(shí)間過長，鋼的晶粒長大很快，導(dǎo)致晶粒間結(jié)合力弱，機(jī)械性能顯著下降，在變形過程中出現(xiàn)軋裂。此現(xiàn)象可以經(jīng)熱處理進(jìn)行挽救。過燒：在加熱到大大超過GS線以上的溫度和長時(shí)間停留在爐中，除了晶粒長大外，碳和其它偏析物所組成的晶間薄膜將產(chǎn)生熔化，氧化，鋼的結(jié)合性相當(dāng)差，在穿孔過程中破裂成塊，無法挽救。5.4鋼管軋制原理簡(jiǎn)述一）穿孔機(jī)1，簡(jiǎn)述在無縫鋼管生產(chǎn)機(jī)組中斜軋穿孔機(jī)的作用在于由實(shí)心的坯料穿孔成空心的毛管，是生產(chǎn)的最主要的工序，是金屬變形的第一道工序。在鉆床上是靠鉆頭旋轉(zhuǎn)而切削金屬獲得眼孔，一部分金屬變成金屬屑而廢掉；斜軋穿孔是靠金屬塑性變形加工來形成內(nèi)孔，金屬?zèng)]有絲毫損失。但斜軋穿孔比鉆孔較復(fù)雜得多。斜軋穿孔的歷史：在1884年前，德國工人在鍛造圓斷面鋼坯（旋轉(zhuǎn)橫鍛）實(shí)踐活動(dòng)中，常發(fā)現(xiàn)坯料的中心出現(xiàn)中心破裂，形成不規(guī)則的內(nèi)孔，即“孔腔”。開始空軋來獲得內(nèi)孔，后來在實(shí)踐中不斷摸索，提出加頂頭的斜軋穿孔法，通過試驗(yàn)，加頂頭后得到的管子內(nèi)孔擴(kuò)大了，內(nèi)壁也較光滑，當(dāng)時(shí)生產(chǎn)出的主要是厚壁鋼管，后隨著工業(yè)發(fā)展，工藝和設(shè)備不斷改進(jìn)，才生產(chǎn)出的各種使用的無縫鋼管。2，二輥穿孔機(jī)的組成二輥斜軋穿孔是軋件在兩個(gè)傾斜于軋制線放置的主動(dòng)軋輥、兩個(gè)固定不動(dòng)的導(dǎo)板和一個(gè)隨動(dòng)的頂頭（但軸向定位）組成的一個(gè)“環(huán)形封閉孔型”內(nèi)進(jìn)行軋制。一般的斜軋穿孔機(jī)是軋輥上下放置，導(dǎo)板左右放置，稱臥式穿孔機(jī)；軋輥上下放置，導(dǎo)板左右放置，稱立式穿孔機(jī)。立式穿孔機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：1）較好解決了大送進(jìn)角的穿孔機(jī)的主傳動(dòng)布置。2）萬向軸節(jié)在小傾斜角下運(yùn)轉(zhuǎn)，工作平衡、磨損小。3）導(dǎo)板快速更換。穿孔機(jī)的設(shè)備由四部分組成：1）主傳動(dòng) 它將電機(jī)輸出的動(dòng)力傳送到軋輥上，它由主聯(lián)軸節(jié)、聯(lián)合齒輪座等組成。2）穿孔機(jī)工作機(jī)座 它由機(jī)座、上蓋、軋輥箱、軋輥傾角調(diào)整裝置、軋輥側(cè)壓進(jìn)機(jī)構(gòu)、上下導(dǎo)板座及上下導(dǎo)板調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成，工作機(jī)座是使管坯產(chǎn)生塑性變形，并承受全部軋制力的主要設(shè)備。3）穿孔機(jī)前臺(tái) 它由受料槽、氣動(dòng)推料器和導(dǎo)筒等組成，用來輸送管坯并正確地將管坯喂入穿孔機(jī)軋輥間軋制。4）穿孔機(jī)后臺(tái) 它由頂桿小車、鎖閘架、定心輥、抬升輥和翻料機(jī)構(gòu)等組成，其作用是準(zhǔn)確地控制穿孔中心線（軋制線），并保證順利將毛管導(dǎo)出軋輥，送往軋管機(jī)。3，穿孔機(jī)的工具1）軋輥：它是主傳動(dòng)變形工具，通常輥身分為入口錐、軋制帶（又稱壓縮帶）和出口錐。其功用：入口錐：拽入管坯并實(shí)現(xiàn)管坯穿孔.出口錐是實(shí)現(xiàn)毛減壁、平整毛管表面、均勻毛管壁厚和完成毛管歸圓軋制帶：起到從入口錐到出口錐的過渡作用。2）導(dǎo)板：它是固定不動(dòng)的外變形工具，不僅起到管坯和毛管的導(dǎo)向作用，使軋制線穩(wěn)定，而更重要的是封閉孔型外環(huán)、限制毛管橫向變形擴(kuò)徑，起到控制毛管的外徑徑作用。導(dǎo)板的形狀如軋輥一樣，有入口段、過渡段和出口段。（1）入口段導(dǎo)入管坯；（2）出口段導(dǎo)出毛管并限制毛管的擴(kuò)徑；（3）過渡段起過渡作用。（3）頂頭：頂頭的形狀見圖，它是穿孔機(jī)內(nèi)變形工具，相當(dāng)于鋼環(huán)軋機(jī)的內(nèi)輥。工作時(shí)頂頭靠頂桿的支撐在變形區(qū)內(nèi)軸向位置固定不變。實(shí)踐證明，管坯由實(shí)心變成空心毛管過程中，軋件中，軋件的外徑變化不大，而內(nèi)徑由零擴(kuò)大到要求值的變形主要靠頂頭的穿孔錐來完成。由于頂頭擔(dān)負(fù)著很重要的變形任務(wù)，又處于受熱金屬包圍的惡劣的工作條件，因而頂頭是對(duì)毛管質(zhì)量和穿孔機(jī)生產(chǎn)率有重大影響的關(guān)鍵性的工具。頂頭由鼻部、穿孔錐、平整帶和反錐帶等四段構(gòu)成。各段的作用是：1）鼻部用來在穿孔時(shí)對(duì)準(zhǔn)管坯定心孔，便于工作于穿正；同時(shí)對(duì)管中心施加軸向力，在一定的程度上有利于防止預(yù)先形成孔腔；2）穿孔錐擔(dān)負(fù)管坯穿孔和毛管減壁的任務(wù)；3）平整段的錐角等于軋輥出口錐錐角，它起到毛管均整壁厚和平整毛管的內(nèi)外表面作用；4）反錐的作用是防止毛管脫離頂頭時(shí)產(chǎn)生內(nèi)劃傷。4，穿孔機(jī)的變形過程A）斜軋穿孔整個(gè)過程可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)不穩(wěn)定過程為管坯前端金屬逐漸充滿變形區(qū)階段，即從管坯同軋輥開始接觸（一次咬入）到前端金屬出變形區(qū)，這個(gè)階段包括有一次咬入和二次咬入。穩(wěn)定階段這是穿孔過程主要階段，從管坯前端金屬自由離開變形區(qū)階段，即管坯尾端金屬開始離開變形區(qū)為止。第二個(gè)不穩(wěn)定過程為管坯尾端金屬自由離開變形區(qū)階段，即管坯尾段金屬逐漸離開變形區(qū)到金屬全部離開軋輥終止。穩(wěn)定過程和不穩(wěn)定過程有著明顯的差別，這是我們生產(chǎn)中常易觀察到的。如一整根毛管上頭尾尺寸和中間有差異一般是毛管前端直徑大，尾端直徑小，中間部分直徑大小比較一致，這是由于三個(gè)過程（兩個(gè)不穩(wěn)定過程和一個(gè)穩(wěn)定過程）特點(diǎn)所造成的。頭尾幾何尺寸偏差大是不穩(wěn)定過程特征表現(xiàn)之一。造成頭部直徑大的原因是：前端的金屬在逐漸充滿變形區(qū)過程中，金屬同軋輥接觸面上的曳入磨損力是逐步增加的，到完全充滿變形區(qū)后才達(dá)到最大值，特別是當(dāng)管坯前端與頂頭相遇時(shí)，由于受到頂頭的軸向壓力，金屬向軸向延伸受到阻力，使得軸向延伸變形減小，而橫向變形增加（擴(kuò)徑），加上沒有外端部限制，從而導(dǎo)致前端直徑較大。尾端直徑較小，這是因?yàn)楫?dāng)管坯尾段被頂頭開始穿透時(shí)，頂頭軸向阻力明顯下降，從而易于軸向延伸變形，而橫變形小，所以尾端直徑小。在生產(chǎn)實(shí)踐中我們常常觀察到毛管前端螺距小，尾端螺距大就是很好的證明。B） 斜軋穿孔的變形區(qū)斜軋穿孔的變形區(qū)是由軋輥、頂頭和導(dǎo)板所構(gòu)成，如圖所示。由圖中可看出，整個(gè)變形區(qū)是一個(gè)較復(fù)雜的幾何形狀，大致可認(rèn)為，在橫截面上是個(gè)環(huán)形變形區(qū)，而在縱截面上是小底相接的兩個(gè)錐體，中間插入一個(gè)弧形頂頭。變形區(qū)形狀決定著穿孔的變形過程，改變變形區(qū)形狀（決定于工具設(shè)計(jì)和軋機(jī)調(diào)正）將導(dǎo)致穿孔變形過程的變化。不過，至今在生產(chǎn)中常用的變形區(qū)形狀大致都是如此，只是在尺寸上可能有所差異。穿孔的整個(gè)變形區(qū)大致可分為四個(gè)區(qū)域，如圖所示。區(qū)稱為穿孔準(zhǔn)備區(qū)（即軋制實(shí)心圓管坯區(qū)）。區(qū)的主要作用是為穿孔做準(zhǔn)備，和順利地實(shí)現(xiàn)一，二次咬入。這個(gè)區(qū)域的變形特點(diǎn)是，由于軋輥入口錐表面有錐度，沿穿孔方向（軸向）前進(jìn)的管坯逐漸在直徑上受到壓縮，被壓縮部分的金屬一部分向橫向流動(dòng)，其坯料剖面由圓形變成橢圓形，一部分金屬向軸向延伸，主要是表面層金屬（表面變形）軸向延伸，因此在坯料的前端面要形成一個(gè)“喇叭口”狀的凹陷。此凹陷（和定心孔）保證了頂頭鼻部對(duì)準(zhǔn)坯料中心，從而可減小毛管前端的壁厚不均。該區(qū)的變形參數(shù)一般用來表示，稱之直徑上相對(duì)壓縮量。到頂頭前的相對(duì)壓縮量用來表示。區(qū)稱為穿孔區(qū)，該區(qū)的主要作用是穿孔，即由實(shí)心坯變成空心的毛管，該區(qū)從金屬與頂頭相遇開始到頂頭圓錐帶為止，這個(gè)區(qū)的變形特點(diǎn)主要是壓縮壁厚，由于軋輥表面與頂頭間距離是逐漸減小的，因此毛管壁厚隱身逐步壓縮的，該區(qū)的變形參數(shù)以壁厚相對(duì)壓縮量來表示。壁厚上被壓縮的金屬，同樣可橫向流動(dòng)（擴(kuò)徑）和縱向流動(dòng)延伸，但由于橫向變形受到導(dǎo)板的阻止作用，縱向延伸是主要的。在穿孔機(jī)上穿孔毛管可以用很大的延伸系數(shù)，到5以上。如用75管坯穿成784.5的毛管，延伸系數(shù)達(dá)4.2多。由此可看出，穿孔機(jī)的變形量是很大的，這是斜軋穿孔的特點(diǎn)之一。區(qū)稱為展軋區(qū)，該區(qū)的主要作用是展軋（均整）管壁，改善管壁的尺寸精度和內(nèi)外表面質(zhì)量，由于頂頭母線和軋輥母線相平行，所以壓縮量是很小的，主要是起均正作用。表示微量的壁厚壓縮參數(shù)也用來表示。區(qū)為轉(zhuǎn)圓區(qū)，該區(qū)的作用是把橢圓形的毛管，靠軋輥旋轉(zhuǎn)加工把毛管轉(zhuǎn)圓。該區(qū)的長度是很短的。該區(qū)的變形特點(diǎn)實(shí)際上是塑性彎曲變形，但由于這個(gè)區(qū)域很短而且變形也不大，一般不考慮。在 區(qū)中由于也是空心毛管軋制，因此也存在著塑性彎曲變形。塑性彎曲變形所需的能量較軋制變形所消耗的能量要小得多，甚至可以忽略不計(jì)，因此研究穿孔力能參數(shù)不單獨(dú)研究它，但當(dāng)研究塑性彎曲變形對(duì)毛管內(nèi)外表面質(zhì)量影響應(yīng)給予重視。變形過程的四個(gè)區(qū)域是相互聯(lián)系的，而且變形是同時(shí)進(jìn)行的，因此除了要研究各區(qū)的變形內(nèi)在原因外，還應(yīng)該研究它們之間的相互聯(lián)系和相互影響。下面我們來敘述整個(gè)穿孔的變形過程。一開始用推料機(jī)（氣缸）把管坯送入軋輥中而被軋輥咬入，軋輥帶動(dòng)管坯一邊旋轉(zhuǎn)，一邊向前移動(dòng)，這是因?yàn)閮蓚€(gè)軋輥向同一方向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)管坯向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)由于軋輥軸線和穿孔軸線（軋制軸線）有一傾角，使得管坯同時(shí)還獲得一個(gè)前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。在一次咬入時(shí)管坯只能和軋輥接觸，而不能碰導(dǎo)板，不然是不能咬入的，只是眾所周知的。管坯被軋輥咬入后首先進(jìn)入第一區(qū)，由于軋輥入口錐工作表面有錐度，沿穿孔方向逐漸向前移動(dòng)的管坯在直徑上受到壓縮，那么圓形的橫截面變?yōu)闄E圓形，同時(shí)由于縱向延伸的表面變形，管坯前端面出現(xiàn)“喇叭口”形凹陷。在第區(qū)中管坯何時(shí)和導(dǎo)板相接觸，這決定許多因素，早和導(dǎo)板接觸可以早控制橫變形，減小坯料的橢圓度，這點(diǎn)對(duì)于穿軋某些合金鋼（容易形成孔腔的鋼種）是重要的，但過早和導(dǎo)板接觸，將增加管坯軸向運(yùn)動(dòng)阻力和旋轉(zhuǎn)阻力，特別當(dāng)開始進(jìn)入第區(qū)時(shí)，再加上頂頭的軸向阻力，不易實(shí)現(xiàn)二次咬入，甚至前卡。一般認(rèn)為，管坯與導(dǎo)板相接觸最好是在管坯進(jìn)入變形區(qū)到3050毫米的地方，這樣，對(duì)于76-114機(jī)組而言，當(dāng)取較大的頂頭伸出量時(shí)，實(shí)際上在二次咬入前一般管坯和導(dǎo)板是不接觸的。管坯繼續(xù)向前移動(dòng)，與頂頭相遇后，頂頭鼻部插在管坯前端面的凹陷（和定心孔）中，則進(jìn)入第區(qū)。這時(shí)金屬在在軋輥和頂頭之間進(jìn)行塑性變形（壁壓縮），而導(dǎo)板起著控制橫變形的作用，在區(qū)中導(dǎo)板起著重要的作用，這樣才可能大的延伸變形。管壁的最終定型是在頂頭圓弧段和直線段相接的地方，到頂頭圓錐后，由于頂頭圓錐段母線和軋輥出口錐母線相平行，管壁不再受壓縮，主要起展平管壁的作用，這就是第區(qū)。由于毛管橫截面是橢圓形的，而頂頭截面是圓形的，因此頂頭和毛管內(nèi)孔是有間隙的，一般管壁壓縮愈大則間隙也愈大，同時(shí)間隙大小還決定于對(duì)橫變形的限制程度。由于有間隙，毛管才有可能自由地離開頂頭。到毛管內(nèi)壁完全離開頂頭后，則進(jìn)入變形區(qū)的第四區(qū)，即毛管轉(zhuǎn)圓區(qū)。這時(shí)毛管只和軋輥相接觸。由于在軋輥出口錐上有錐度，那么軋輥之間距離是逐漸增大的，因此在四區(qū)中毛管直徑上壓縮量是逐漸減小的，到毛管離開軋輥的一點(diǎn)壓縮量為零。而且毛管是一面轉(zhuǎn)動(dòng)一面減小壓縮量，顯然原來的橢圓形截面將變成圓形截面。一般毛管離開頂頭前，先離開導(dǎo)板（即不和導(dǎo)板接觸），因此在第四區(qū)中導(dǎo)板是不起作用的，只有這樣才能轉(zhuǎn)圓。如果導(dǎo)板參予變形，則毛管容易被導(dǎo)板夾扁。生產(chǎn)中有時(shí)導(dǎo)板調(diào)正不良，會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象（毛管尾端）。由穿孔的變形過程我們可以清楚看出，穿孔的變形由工具設(shè)計(jì)（尺寸和形狀）和軋機(jī)調(diào)正參數(shù)（輥間距，導(dǎo)板距，頂頭位置等）所決定。譬如，頂頭位置向前調(diào)正，則說明第區(qū)減小，譬如軋輥間距減小，則整個(gè)變形區(qū)將加長，相應(yīng)一些區(qū)都有加長，譬如導(dǎo)板距加大則橫變形增加，縱變形減小。因此軋機(jī)調(diào)正是很重要的，而且是較復(fù)雜的。5，穿孔機(jī)的名詞軋制中心線：管坯毛管的運(yùn)行軌跡稱為軋制中心線，實(shí)際上穿孔機(jī)的頂桿的軸線即為軋制中心線，靠定心輥來實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)板距：兩個(gè)的過渡段的最短距離。輥距：兩個(gè)軋輥的軋制帶的最短距離。輾軋角、前進(jìn)角（喂入角）、管坯總壓下量、總壓下率、頂頭前壓下量、頂頭前壓下率、機(jī)器中心線、頂頭伸出量和橢圓度系數(shù)等。二）軋管機(jī)三輥軋管機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)厚壁管，產(chǎn)品尺寸精度高，鋼管表面質(zhì)量好，軋機(jī)調(diào)整方便，容易改變規(guī)格，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)薄壁管難。三輥軋管機(jī)是由三個(gè)主動(dòng)軋輥和一根芯棒組成環(huán)形封閉孔型。三個(gè)軋輥“對(duì)稱”布置以軋制線膨?yàn)樾涡牡牡冗吶切蔚捻旤c(diǎn)，軋輥軸線成兩個(gè)傾斜角度。如穿孔機(jī)一樣，有輾軋角和前進(jìn)角。輥身分入口錐、輥肩、平整段和出口錐四段。相應(yīng)的軋管變形區(qū)分咬入（減徑區(qū)）、減壁區(qū)、平整區(qū)和歸圓區(qū)。如同兩輥穿孔機(jī)一樣，三個(gè)軋輥向同一方向旋轉(zhuǎn)，每個(gè)軋輥軸線和軋制線相傾斜，交角為前進(jìn)角，因此鋼管在軋制過程中一邊旋轉(zhuǎn)，一邊前進(jìn)。一次咬入后，管子逐漸進(jìn)入變形區(qū)，由于毛管內(nèi)徑大于心棒直徑，毛管首先受到直徑壓縮（減徑），而當(dāng)直徑上壓縮量等于毛管和心棒總的間隙時(shí)減徑就停止了，繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)壁厚開始受到壓縮。由于一次咬入到脊部前這是咬入?yún)^(qū)，咬入?yún)^(qū)主要作用是建立足夠大的曳入力，克服軋輥脊部給予的軸向阻力，實(shí)現(xiàn)二次咬入。到軋輥脊部，這時(shí)壁厚有較大的壓縮，主要變形是由脊部完成的。因?yàn)楣茏觾?nèi)徑不變（約等于心棒直徑），從而壁厚的壓縮量也等于直徑的壓縮量。由軋輥脊部后進(jìn)入定徑區(qū)，由于定徑區(qū)中軋輥母線平行于軋制線，從而在這個(gè)區(qū)中變形是很小的，它的作用是將通過脊部壓縮過的管子進(jìn)行展軋和定徑。管子通過定徑區(qū)后來到出口區(qū)，在出口區(qū)中管徑有所增大，這就在心棒和管子內(nèi)孔之間形成了一定的間隙，以便容易抽出心棒。由上不難看出，三軋輥管變形過程是減徑又減壁。三）減徑機(jī) 鋼管減徑是熱軋無縫鋼管生產(chǎn)中的最后一道荒管熱變形工序，其重要作用是消除前道工序（如均整、連軋管等）軋制過程中造成的荒管外徑不一（同一根或同一批），以提高熱軋成品管的外徑精度和真圓度。鋼管減徑的軋制方法有縱軋（二輥式與三輥式）。 鋼管減徑和張力減徑過程是空心體不帶芯棒的連扎過程。減徑的任務(wù)是除控制成品管的外徑精度和真圓度，還使機(jī)組的產(chǎn)品規(guī)格范圍向小口徑擴(kuò)展，因此其工作機(jī)架數(shù)目較多，一般為924架。張力減徑則除有減徑的任務(wù)外，還利用各機(jī)架間建立足夠大的張力來實(shí)現(xiàn)減徑的同時(shí)達(dá)到減壁的目的。因此其工作機(jī)架數(shù)目更多，一般為1224架，多達(dá)28架。減徑機(jī)分為：無張力減徑機(jī)和張力減徑機(jī)。無張力減徑機(jī)是在壁厚變化不大情況下來減小鋼管的直徑，壁厚根據(jù)外徑和壁厚的比值進(jìn)行小的變化。張力減徑機(jī)可減少鋼管的直徑，同時(shí)變形量較大，壁厚根據(jù)外徑和壁厚的比值進(jìn)行較大的變化。其變形過程僅有一個(gè)區(qū)，即減徑區(qū)。首先產(chǎn)生壓扁變形，充滿孔型，然后是延伸變形和壁厚變形。四）矯直機(jī)矯直工序的任務(wù)是消除軋制、運(yùn)送、冷卻和熱處理過程中產(chǎn)生的鋼管彎曲，另外還兼有減小鋼管橢圓度的作用。軋輥矯直機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：（1）由于矯直工作過程連續(xù)進(jìn)行，故具有較高的生產(chǎn)率，并可實(shí)現(xiàn)在線矯直；（2）由于矯直輥上、下間距可調(diào)，除了可確保鋼管的矯直精度外，還能減小鋼管的橢圓度；（3）由于矯直輥具有特別的輥型曲線，這就保證了鋼管與輥?zhàn)佑邢鄳?yīng)的接觸面積，從而可保證鋼管的矯直質(zhì)量；（4）由于鋼管軸線與矯直輥軸線交角?？烧{(diào)，可使一套輥?zhàn)幽艹C直一定直徑范圍內(nèi)的鋼管，從而減少輥?zhàn)觾?chǔ)備和更換時(shí)間。矯直機(jī)為六輥(2-2-2)上下輥全驅(qū)動(dòng)的立式斜輥矯直機(jī)。鋼管通過矯直機(jī)時(shí)，它的變形超過了材料的彈性限度，可以獲得理想的矯直效果，包括鋼管彎曲度和橢圓度的矯正。矯直輥的傾斜布置使得鋼管繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，呈螺旋狀前進(jìn)。這種運(yùn)行方式可以使矯直壓力相對(duì)鋼管軸線以適當(dāng)角度作用在周邊的所有點(diǎn)上。矯直輥以30角安裝，角度在2535范圍內(nèi)可調(diào)，這樣可以通過改變矯直輥的傾斜角實(shí)現(xiàn)對(duì)不同管徑的鋼管進(jìn)行矯直。矯直機(jī)的矯直輥具有液壓快開功能，可有效的防止管端被壓扁，提高了矯直質(zhì)量。矯直機(jī)上三輥和下中輥均設(shè)有快開機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)上彎曲和下彎曲矯直。 六、鋼管的表面質(zhì)量缺陷簡(jiǎn)述鋼管生產(chǎn)中，因原料質(zhì)量、工具及操作等生成鋼管的內(nèi)外表面質(zhì)量缺陷。常見以下幾種：內(nèi)折疊（內(nèi)重皮）和內(nèi)裂紋內(nèi)折疊（內(nèi)重皮）和內(nèi)裂紋是最常見的缺陷形式。缺陷特征；毛管內(nèi)表面呈現(xiàn)螺旋形、半螺旋形或無規(guī)則分布的鋸齒狀，可能沿鋼管全長分布，或僅位于兩端，或者在一部分長度上。軋制合金鋼管時(shí)，內(nèi)折特別容易產(chǎn)生，軋制一般碳素鋼管有時(shí)也出現(xiàn)。形成內(nèi)折缺陷可能有以下幾種原因：一是由于形成孔腔的原因，直接或間接影響孔腔過早形成的因素都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生內(nèi)折疊缺陷產(chǎn)生。這些因素包括有原料質(zhì)量，鋼種及加工性能、加熱、穿孔變形制度和調(diào)正，工具設(shè)計(jì)及磨損等等。二是定心孔不良造成的，稱之為定心內(nèi)折，定心內(nèi)折發(fā)生在毛管前端。三是由于穿孔機(jī)頂頭磨損及表面熔化，毛管內(nèi)壁粘金屬而造成內(nèi)折。四是由于在穿孔展軋段不均勻變形而產(chǎn)生內(nèi)裂紋和內(nèi)裂紋經(jīng)繼續(xù)加工而成內(nèi)折。內(nèi)螺紋缺陷特征：毛管內(nèi)表面呈現(xiàn)沿其螺旋方向的碾軋傷痕（連續(xù)和不連續(xù)）分布在鋼管全長。產(chǎn)生原因：由頂頭設(shè)計(jì)不合理及連接頂頭的連接桿上有尖棱的凸起，焊有金屬瘤以及其它，而把毛管內(nèi)表面刮傷造成的。頂頭設(shè)計(jì)不合理，如反錐部分圓角太小，邊緣是尖銳的，而擦傷毛管內(nèi)表面，如果使用的頂頭展軋段錐角和軋輥出口錐錐角不相符合以及頂頭質(zhì)量不好，頂頭表面上有缺陷也會(huì)導(dǎo)致內(nèi)表面被擦傷。當(dāng)軋機(jī)調(diào)正不正確會(huì)加劇這種缺陷產(chǎn)生。毛管壁厚不均毛管壁厚不均可分為縱向壁厚不均和橫向壁厚不均。（1）縱向壁厚不均：毛管全長螺旋狀壁厚不均。產(chǎn)生原因：主要是由管坯加熱沿長度方向上溫度不均引起的，存在陰陽面。另外由于穿孔機(jī)軋制中心線和設(shè)備中心線不一致，以及頂頭、導(dǎo)板過分磨損和頂頭偏都會(huì)造成全長縱向壁厚不均。（2）前端壁厚不均：毛管前端部分壁厚不均。產(chǎn)生原因：管坯端面不平或橢圓度過大，管坯端部溫降不同，入口導(dǎo)管尺寸過大或嚴(yán)重磨損，軋輥轉(zhuǎn)速過高，頂頭位置過大等，都會(huì)使管坯咬入不穩(wěn)定，頂頭對(duì)中不好，造成前端壁厚不均。（3）后端壁厚不均：毛管尾端部分壁厚不均。產(chǎn)生原因：管坯加熱不均，頂桿彎曲嚴(yán)重或頂桿剛度不夠，頂頭位置過后，定心輥打開過早，造成毛管尾部軋制時(shí)，頂頭頂桿跳動(dòng)劇烈引起壁厚不均。外刮傷缺陷特征：毛管外表面呈現(xiàn)沿其螺旋方向的碾軋傷痕。產(chǎn)生原因：導(dǎo)板、定心輥等粘結(jié)金屬或軋輥磨損嚴(yán)重劃破運(yùn)動(dòng)中的毛管。凹坑、結(jié)疤缺陷特征：毛管外表面沿其螺旋方向每隔一個(gè)輥圓周長周期地分布一個(gè)同樣形狀的結(jié)疤軋痕。產(chǎn)生原因：工具表面粘金屬，鋼管表面上粘東西，以及孔型中留有金屬塊或其他異物而造成。外折與發(fā)紋缺陷特征：毛管表面上呈現(xiàn)螺旋形分布鱗片狀折迭或細(xì)發(fā)狀裂紋，多產(chǎn)生于大口徑薄壁管。產(chǎn)生影響：主要是原材料質(zhì)量不良，機(jī)械刮傷而造成以及由于變形過程中造成金屬表面破裂而造成。耳子、楞子、青線，缺陷特征：鋼管外表面有一定寬度的、凸起的或凹下的偏平的、呈直線性全長分布。形成原因：使用工具不合理，調(diào)整不當(dāng)，孔型不對(duì)稱或來料尺寸不當(dāng)造成（如錯(cuò)位、兩邊輥縫不等，壓縮量過大，孔型窄，寬展量過大等）。破裂缺陷特征：鋼管內(nèi)外表面有很長的裂口，全長或局部分布等。有外部破裂和內(nèi)部破裂兩種，特別危險(xiǎn)的是金屬內(nèi)部破裂，因?yàn)椴皇窃诒砻嫔喜灰装l(fā)現(xiàn)，最常見內(nèi)部破裂缺陷是分層（或環(huán)形破裂）。產(chǎn)生原因：1）金屬塑性差，或質(zhì)量太低，斜軋穿孔時(shí)穿裂。2)工具把金屬破裂。3）破壞了正常的變形區(qū)，而軋破。4）不均勻變形而引起的破裂，或者造成金屬塑性下降而產(chǎn)生的金屬破裂等。七、鋼管的常用的數(shù)學(xué)知識(shí)和安全生產(chǎn)1、鋼管的常用的數(shù)學(xué)知識(shí)A）管坯的面積SPSP=xDxD/4如管坯300mm的面積=x300x300/4=70650（mm2）B）鋼管的面積SGSG=x（D2（D2S）2）/4=x（4DxS4S2）/4=xS（DS）例1：鋼管310X20mm的面積=x20X（31020）=18212（mm2）C）延伸系數(shù)：鋼材變形前后的長度之比。=L2/L1=S1/S2根據(jù)體積不變定律，V1=V2L1XS1=L2XS2L2/L1=S1/S2L1變形前的的長度L2變形后的長度V1變形前的體積V2變形后的體積S1變形前的面積S2變形后的面積變形后的長度=xL1=L1x S1/S2例2：長2米的管坯300mm穿成310X20mm的毛管，求毛管的長度？毛管的長度= L1x S1/S2=2x70650/18212=7.76米.例3：長2米管坯300mm的經(jīng)穿孔（310X20mm）、軋成品管（299X20mm），求成品管的長度？成品管長度=xL1=L1x S1/S2=2X70650/（x20X（29920）=8.06米另考慮管坯的燒損，環(huán)形爐按1%，斜底爐按23%計(jì)算。D）延伸率延伸率和延伸系數(shù)是不同的概念，不要混淆。延伸率是指鋼材在靜壓力壓力作用下發(fā)生范性變形的一種性能指標(biāo)。延伸率=（斷裂后的標(biāo)距長度原標(biāo)距長度）X100%/原標(biāo)距長度E）橢圓度橢圓度是表示鋼管幾何尺寸的一種指標(biāo)，其值越大，鋼管愈不圓。橢圓度=鋼管最大直徑/鋼管最小直徑例4：抽測(cè)量299X20mm的外徑：最大為302.75mm，最小為297.25mm。其橢圓度=302.75/297.25=1.019F）成材率成材率是成品占投料重量的百分之幾。成材率=成品重量X100%/投料重量例5：投300噸管坯，成品入庫283噸，求成材率？成材率=283X100%/300=94.33%G）檢驗(yàn)合格率檢驗(yàn)合格率是檢驗(yàn)合格重量占投料重量的百分之幾。例6：投300噸管坯，檢驗(yàn)合格量為291噸，求檢驗(yàn)合格率？檢驗(yàn)合格率=291X100%/300=97%H）鋼管和圓管坯的米重量管坯的米重量=XXD2/4000為鋼材的密度，7.85kg/mm3D為管坯的直徑S為鋼管的壁厚管坯的米重量=0.006165 D2例7：求300mm的管坯的米重？其米重=0.006165X3002=554.85（kg）鋼管的米重量=XXSx（DS）/1000=0.02466XSx（DS）例8：求鋼管299X20mm的米重？其米重=0.02466X20x（29920）=137.60（kg）I）管坯總壓下量鋼管生產(chǎn)中必須了解穿孔中的幾個(gè)概念：輥距、導(dǎo)板距、頂頭前伸出量、總壓下量、頂頭前的壓下量。輥距：穿孔機(jī)的兩個(gè)軋輥的軋制帶之間距離。導(dǎo)板距：穿孔機(jī)的兩個(gè)導(dǎo)板的壓縮帶之間距離。頂頭前伸出量：頂頭在軋輥軋制帶中心線的長度。頂頭前的壓下量：管坯在遇到頂頭前的變形程度?？倝合铝浚汗芘鞯杰堓佨堉茙е行木€的變形程度?？倝合铝?（管坯直徑輥距）X100%/管坯直徑頂頭前的壓下量=（管坯直徑頂頭前端處輥距）X100%/管坯直徑至于輥距、導(dǎo)板距及頂頭伸出量根據(jù)毛管的外徑和壁厚進(jìn)行調(diào)整。